Объектами исследований являлись битумоиды осадочных пород и парафинистые нефти среднедевонско-нижнефранского терригенного комплекса Тимано-Печорского бассейна. Изучен состав углеводородов-биомаркеров и изотопный состав углерода индивидуальных н-алканов битумоида из керна скважин Омра-Лыжской седловины. Полученные результаты сопоставлены с аналогичными данными по составу парафинистых нефтей юга Печоро-Кожвинского мегавала. Генерационный потенциал и термическая зрелость органического вещества исследованы методом пиролиза Rock-Eval. Показано, что зрелость органического вещества пород изучаемого комплекса Омра-Лыжской седловины и Печоро-Кожвинского мегавала соответствует главной фазе нефтеобразования. Данные по изотопии углерода индивидуальных н-алканов и по составу углеводородов-биомаркеров не противоречат возможной генетической связи парафинистых нефтей и органического вещества вмещающего комплекса отложений. И для исследованных парафинистых нефтей, и для битумоидов пород оказалось характерным наличие рано элюирующихся перегруппированных гопанов, а также высокие концентрации н-алканов по отношению к изо-алканам и полициклическим биомаркерам, нетипичных для нефтей других нефтегазоносных комплексов. Показано, что и для н-алканов нефтей, и для н-алканов битумоидов пород характерен тренд на снижение содержания изотопа 13С с ростом числа атомов углерода в молекуле н-алкана.
В статье представлен подход к решению задач мониторинга многолетнемерзлых пород на основе интеграции традиционных методов электромагнитных индукционных зондирований с технологиями глубокого машинного обучения. Приводятся решение прямой задачи импульсного электромагнитного зондирования методом конечных элементов с применением преобразования Сумуду, а также результаты разработки нейросетевого решателя прямой задачи на основе искусственной нейронной сети, обученной на рассчитанных конечно-элементным алгоритмом данных. Нейросетевой решатель характеризуется схожей точностью моделирования с конечно-элементным, однако работает на несколько порядков быстрее, что открывает возможности для быстрой инверсии. Приводится решение обратной задачи, основанное на алгоритме PARS. Кроме того, представлен нейросетевой алгоритм инверсии, обученный на том же наборе данных, представляющий собой альтернативный подход к решению обратной задачи. В рамках вычислительного эксперимента сравниваются результаты численной инверсии на базе нейросетевого моделирования сигналов с результатами, полученными с помощью решателя обратной задачи на основе ИНС, а также с линейной комбинацией этих решений. Этот всесторонний анализ дает понимание эффективности предлагаемого подхода, основанного на глубоком машинном обучении, в задаче мониторинга многолетнемерзлых пород и предоставляет новые идеи для его дальнейшего применения в геофизике.
У.С. Ефремова1, Т.В. Донская1, Д.П. Гладкочуб1, А.М. Мазукабзов1, А.В. Иванов1, Н.В. Брянский1,2 1Институт земной коры СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова 128, Россия Дополнительные материалы
В статье приводятся результаты петрографических, геохимических и геохронологических (LA-ICP-MS) исследований раннепротерозойских терригенных пород (песчаников и сланцев) верхней части иликтинской свиты сарминской серии Байкальского выступа фундамента Сибирского кратона. Петрохимические и петрографические характеристики позволяют рассматривать песчаники иликтинской свиты как полимиктовые и граувакковые песчаники, а сланцы как граувакковые алевролиты и алевропелитовые аргиллиты. Минеральный и химический состав пород иликтинской свиты указывает на преобладание пород кислого состава в области их источника. Установлено, что породы иликтинской свиты не были подвержены раннепротерозойскому региональному метаморфизму, а вторичные изменения в породах отражают в разной степени проявленную метаморфическую переработку, связанную с раннепалеозойскими коллизионными событиями. На основании данных о возрасте регионального метаморфизма (1.95–1.98 млрд лет), а также с учетом возраста прорывающих породы иликтинской свиты гранитоидов (1.86–1.91 млрд лет), время накопления иликтинской свиты можно оценить в узком диапазоне 1.91–1.95 млрд лет. Полученные данные по возрасту детритовых цирконов из песчаников иликтинской свиты не противоречат сделанным выводам, в частности в том, что самые молодые зерна детритового циркона обнаружили возраст 1955–1993 млн лет. В результате проведенных исследований было установлено, что основными источниками детритового материала для терригенных пород иликтинской свиты могли являться магматические и метаморфические породы раннепротерозойского Акитканского орогенного пояса при некотором добавлении материала из пород прилегающего к нему с востока Алданского супертеррейна. Анализ геодинамических условий осадконакопления в совокупности с петрографическими и геохимическими характеристиками пород позволили сделать вывод о том, что породы иликтинской свиты сарминской серии могли накапливаться как молассоидные образования в осадочных бассейнах, сформированных после образования Акитканского орогенного сооружения.
Accurate assessment of mineral content and brittleness index is crucial for designing effective hydraulic fracturing treatments in coal seams, a parameter lacking in the East Bokaro coalfield in India. This study combines sidewall cores and well log data, focusing on well A-1, where X-ray diffraction analysis of sidewall cores was conducted to identify mineral content. The obtained mineralogical data was extrapolated to well A-2 through a synthesis of well log parameters, X-ray diffraction analysis, and prior research findings. Linear regression equations, incorporating known minerals and well log data as input parameters, were employed to calculate volumetric mineral content in the formations. The reliability of the model was validated by assessing the minimal difference between predicted and observed log curves. Furthermore, the Brittleness Index (BI) was determined using both geomechanical methods based on compressional wave velocity and mineralogical methods incorporating quartz, feldspar, and dolomite content. Comparative analysis of BI values demonstrated a consistent trend, while variations in mineralogical BI were observed in relation to mineral content. This study not only establishes a continuous multi-mineral model for cases where core data is unavailable but also contributes to advancing the understanding of mineral content variations. Additionally, the correlation between BI variations and mineral contents enhances our knowledge of the geomechanical properties essential for hydraulic fracturing design in coal formations. The results presented herein offer valuable insights for optimizing hydraulic fracturing strategies in the East Bokaro coalfield and provide a foundation for further research in similar geological settings.
А.В. Жильцов1, Н.Н. Максимова2 1Дальневосточный государственный университет путей сообщения, Хабаровск, Россия egrevid@gmail.com 2Амурский государственный университет, Благовещенск, Россия maksimova.nn@amursu.ru
Ключевые слова: тело с дефектом, метод конечных элементов, методы двойственности, функционалы Лагранжа, обобщенный метод Ньютона, условие Армихо
Страницы: 183-198
Рассматривается задача о двумерном теле с тонким дефектом, свойства которого характеризуются параметром разрушения. Проводится дискретизация задачи и доказывается теорема о точности аппроксимации. Для решения задачи применяется двойственный метод, основанный на модифицированном функционале Лагранжа. В вычислительных экспериментах при решении прямой задачи используется обобщенный метод Ньютона с выбором шага, удовлетворяющего условию Армихо.
М.И. Гладышев1,2, С.Б. Розенфельд3, Т.Н. Ануфриева1,2, Г.В. Киртаев3, Е.С. Кравчук1, А.В. Рябицев4, А.А. Колмакова1, Е.А. Иванова1,2, О.В. Анищенко1 1Институт биофизики Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук”, Красноярск, Россия glad@ibp.ru 2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия 3Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Москва, Россия 4Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Ключевые слова: гуанотрофикация, стехиометрия C : N : P, сестон, фитопланктон, Таймыр, гусеобразные птицы
Страницы: 735-746
Определено влияние линных гусеобразных птиц на структуру и элементный состав фитопланктона (сестона) в 20 арктических озерах п-ова Таймыр. На озерах (участке озера), на которых обитали от 50 до 700 особей птиц, принадлежащих к шести видам, стехиометрическое соотношение N : P (моль : моль) в сестоне было в среднем статистически значимо ниже, чем в озерах без гусеобразных птиц: 15,8 ± 1,4 и 22,4 ± 2,7 соответственно. Отмечена тенденция более высокой средней величины удельной электропроводности в озерах с птицами (113 ± 32 мкСм/см) по сравнению с таковой в озерах без гусеобразных птиц (60 ± 18 мкСм/см). Наблюдаемые изменения с большой вероятностью могут объясняться эффектом гуанотрофикации, а именно поступлением в воду продуктов жизнедеятельности линных гусеобразных птиц. Общая биомасса фитопланктона и доля отделов водорослей и цианобактерий в общей биомассе в озерах с линными гусеобразными птицами и без гусеобразных птиц в среднем статистически значимо не различались. То есть при гуанотрофикации отсутствовала основная угроза эвтрофирования - увеличение биомассы цианобактерий, приводящее к вредоносному “цветению” воды. Более того, обнаружена противоположная тенденция: в озерах с линными гусеобразными птицами доля цианобактерий в биомассе фитопланктона в среднем ниже, чем в озерах без птиц: 16,2 ± 5,3 и 30,8 ± 9,3 % соответственно. Таким образом, подтверждена гипотеза о том, что искусственная гуанотрофикация потенциально может рассматриваться как приемлемая экотехнология для повышения продуктивности олиготрофных арктических озер.
Т.Т. Ефремова, А.В. Пименов, С.П. Ефремов, А.Ф. Аврова
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН), Красноярск, Россия efr2@ksc.krasn.ru
Ключевые слова: гуминовые кислоты, фульвокислоты, фракционный состав, пирогенез, кластеры почв, подземное очаговое тление, открытый пожар, многомерный статистический анализ
Страницы: 773-787
В рамках экологического направления изучения гумуса с применением традиционных методов и терминов обсуждаются особенности трансформации органического вещества торфяных эвтрофных почв (Hypereutric Sapric Histosols) и глееземов торфянистых (Eutric Histic Gleysols) через 20 лет после лесоторфяного пожара. Объектом исследования послужил зеленомошно-гипновый ельник (Picea obovata Ledeb.) восточного склона Кузнецкого Алатау (абсолютная высота 622 м). Состав органического вещества пирогенных почв (0-30 см) характеризуется высокой изменчивостью (коэффициент вариации 12-92 %). По данным факторного анализа, 76 % общей дисперсии обусловлено совокупностью гумусовых веществ, 24 % - полисахаридами. Процедурой кластерного анализа выделено две группы объектов, статистическая достоверность которых подтверждена дискриминантным анализом. Кластеры почв отражают особенности протекания пирогенных процессов - подземного очагового тления, ниже точки возгорания, открытого интенсивного и средней силы пожара. Относительно фонового содержания углерода 41 % в торфяной почве, не охваченной пожаром, его количество снижается соответственно до 26,5 и 13,4 %. При этом наблюдается практически равное образование продуктов гумификации (∑ГК + ∑ФК) - 55 и 54 % за счет преимущественно фульвокислот (Сгк/Сфк 0,2-0,6). Особенности теплового воздействия проявляются главным образом на фракционном уровне. Специфичность подземного тления - повышенный выход фульвокислот 1-й фракции, свободных и рыхло связанных с R2O3. Открытый пожар сопровождается преимущественным образованием гуминовых и фульвокислот, связанных с кальцием. В дискриминацию кластеров, согласно стандартизованных коэффициентов канонического анализа, наибольший совокупный вклад вносят 1-я и 2-я фракции гуминовых и фульвокислот, максимальный персональный вес - ГК-2, ФК-1 и ФК-2. На основе ранее полученных сведений допускаем, что продолжающийся торфогенез может вызвать преобразование фульватного гумуса в фульватно-гуматный и/или гуматный. В случае погребения пирогенной толщи 0-30 см это может произойти примерно через 270 лет, исходя из скорости линейного прироста торфа в ельниках Кузнецкого Алатау, 1,12 мм/год. Результаты исследований подтверждают правомерность традиционного деления гумусовых кислот на фракции.
Л.А. Животовский
Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, Москва, Россия levazh@gmail.com
Ключевые слова: периоды развития растения, возрастное состояние, онтогенетический спектр, популяционно-онтогенетические индексы, показатель сходства, классификация типов ценопопуляций
Страницы: 788-794
Согласно схеме возрастной периодизации онтогенеза растений, предложенной Т. А. Работновым и А. А. Урановым, выделяют более десятка основных возрастных (онтогенетических) состояний. Каждая популяционная выборка представляет собой упорядоченный ряд частот встречаемости растений в этих состояниях - так называемый онтогенетический спектр (ОС). Соответственно форме ОС, отражающей бóльшую или меньшую представленность в популяции молодых, зрелых и старых растений и позволяющей представить временнýю динамику популяции, имеются различные статистики ОС. Представленный пакет ExOS (Excel Ontogenetic Spectrum) позволяет автоматически вычислять и анализировать их. Входной информацией являются численность или частота онтогенетических состояний в выборке. Выходные данные: классификация ОС и типы ценопопуляции по различным критериям, популяционно-онтогенетические индексы; для множественных выборок - сходство (дистанции) между ними и их ординация по осям “дельта - омега”; в автоматическом режиме дается соответствующая графика.
В.В. Ануфриев1, П.М. Глазов2, Е.А. Пунанцев1, Е.Ю. Чуракова1 1Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики, Архангельск, Россия 2Институт географии РАН, Москва, Россия glazpech@mail.ru
Ключевые слова: северо-восток полуострова Канин, наземные позвоночные, видовой состав и распределение
Страницы: 795-803
Представлена характеристика распространения наземных позвоночных животных в северо-восточной части п-ова Канин (67°50′47′′ с. ш., 46°20′40′′ в. д.) по результатам их учета, проведенного в июле 2021 г. Установлено обитание одного вида земноводных, одного вида рептилий, 57 видов птиц и шести видов млекопитающих. К новым видам птиц тундровой зоны п-ова Канин, отмеченных нами, следует отнести хохлатую чернеть Aythya fuligula (L.), обыкновенную гагу Somateria mollissima (L.), степного луня Circus macrourus (S. G. Gmelin) и перевозчика Actitis hypoleucos (L.). Одна из особенностей фауны позвоночных животных этого района, расположенного в полосе мелкоерниковых тундр, - наличие в ней бореальных видов, таких как травяная лягушка Rana temporaria L., живородящая ящерица Zootoca vivipara Lichtenstein, хохлатая чернеть, обыкновенный гоголь Bucephala clangula (L.), серый журавль Grus grus (L.), перевозчик, бурый медведь Ursus arctos L. и европейский лось Alces alces L. Для живородящей ящерицы это самая северная находка из известных ранее. Благоприятны для обитания бореальных видов фауны на этой территории ее расположение на южном склоне платообразного кряжа Канин Камень, расчлененность рельефа, прежде всего глубокие речные долины с защищенными от ветров и хорошо прогреваемыми бортами. Установлено десятикратное снижение плотности размещения выводковых нор песца Alopex lagopus L. в сравнении с 40-50-ми годами прошлого столетия, вследствие активизации криогенных процессов в многолетнемерзлых породах, в результате которых норы этого хищника, устроенные в сыпучих грунтах, разрушаются.
Несмотря на все большее количество данных по биотическим сообществам Арктики, даже основные направления их трансформации еще не ясны. Большой интерес в ней представляют различия в популяционных трендах гусей, леммингов и жвачных, осуществляющих более чем 98 % круговорота в наземной части арктической экосистемы и конкурирующих за общие трофические ресурсы на основе специализации. Сравнение 15 видов из этих групп показало, что степень их морфофизиологической адаптации к фитофагии соответствует эмпирическим оценкам ресурсной избирательности, являясь, таким образом, и мерой их трофической специализации. Это делает соотношение травоядных арктических сообществ по избирательности таким же стабильным, что и по специализации. Популяции трофических специалистов в этих сообществах, ярчайшими примерами которых являются овцебык и белый гусь, по размеру и/или скорости роста в основном превышают популяции генералистов, к которым относятся лемминги и наиболее мелкие казарки. Можно заключить, что межвидовая конкуренция влияет на современную трансформацию сообществ арктических травоядных значительно сильнее, чем такие средовые факторы, как глобальное потепление и активность человека.
